Capteur électronique pour la dosimétrie des neutrons

¹ Laboratoire d'électronique des polymères sous faisceau ionique (LEPOFI), Faculté des sciences, 123, av. Albert-Thomas, 87060 Limoges Cedex

Reçu : 20 Février 1990

Résumé

Nous avons étudié la possibilité d'effectuer une dosimétrie neutronique des personnels à l'aide d'un dispositif individuel à microprocesseur, travaillant en temps réel (débitmètre). La plage énergétique à laquelle nous nous intéressons s'étend des neutrons thermiques à 5 MeV environ. Le système est basé, d'une part, sur une méthode différentielle permettant de s'affranchir partiellement des grandeurs interférantes (interactions directes des photons γ et des neutrons sur le silicium) et du bruit et, d'autre part, sur un convertisseur de polyéthylène (CH₂)_n implanté par des atomes de bore (¹⁰B) qui effectue la conversion neutrons-particules chargées secondaires. Ce convertisseur optimisé, en utilisant des calculs de Monte-Carlo, permet d'obtenir une efficacité intrinsèque quasi indépendante de l'énergie des neutrons. La détection est effectuée par des diodes. L'utilisation de la méthode différentielle nous a amenés à l'étude de la symétrie des deux diodes. Nous avons pu montrer qu'un seuil bas d'équivalent de dose de 30 µSv peut être atteint pour les neutrons thermiques et rapides et qu'un débit d'équivalent de dose minimal d'une centaine de µSv/h peut être mesuré.

Abstract

We studied the possibility of realizing personnel neutron dosimetry using an individual microprocessor controlled device, working in real time (ratemeter). The energy range we are interested in goes from the energy of thermal neutrons up to about 5 MeV. The device, based on a differential method, is partially free from interfering signals (interactions of gamma rays and neutrons on silicon) as well as the sources of background. Besides, a boron implanted (CH₂)_n "converter" performs the neutrons to secondary charged particles conversion. The converter, which has been optimized using a Monte Carlo method, shows a dose equivalent response almost independent of neutron energy. The secondary charged particles are detected by diodes. The design of the system led us to study the symetry of the two diodes. We showed that a dose equivalent level as low as 30 µSv can be obtained for thermal and fast neutrons, and that a dose equivalent rate of a hundred µSv/h can be measured.